[发明专利]基于目标纹理虚拟化处理的单幅遥感图像三维建模方法

说明书

基于目标纹理虚拟化处理的单幅遥感图像三维建模方法，属于遥感图像技术领域，本发明为解决对遥感图像进行三维建模时目标纹理复杂冗余不利于本身结构信息提取，影响三维建模效果的问题。包括：以待建目标为中心裁剪为正方形小图像并去除目标以外背景信息，建立三维模型，利用三维模型图片作为风格图片采用对抗损失函数和循环一致性损失函数对生成对抗网络进行训练，应用图像虚拟化算法对单个目标RGB图像进行风格迁移处理，训练单个目标图像建模网络，使用图像虚拟化结果和目标对应的真实模型作为训练集，获得最优化的网络参数模型，建立从二维图像到三维模型的映射关系，利用移动立方体算法获得最终输出模型。本发明用于单幅遥感图像的三维建模。

技术领域

本发明涉及一种单幅遥感图像三维建模方法，属于遥感图像技术领域。

背景技术

遥感图像在民生和国防等领域都有广泛的应用，在对遥感图像的处理中，目标物的识别、提取和三维建模是遥感图像处理中的研究难点和热点。传统的三维建模方法通常有两种，第一种是利用立体匹配技术来实现，这种建模方法通常需要对同一目标有两幅或两幅以上不同时相的遥感图像用来作为输入数据。另一种是利用单幅遥感图像进行三维建模，但是单幅遥感图像中包含大量不同类型的地物，且存在遮挡等状况，使得直接获取的目标物图像纹理复杂、背景不清晰，从而影响三维建模的效果。

发明内容

本发明目的是为了解决对遥感图像进行三维建模时，待建目标的纹理复杂冗余不利于其本身结构信息的提取，进而影响其三维建模效果的问题，提供了一种基于目标纹理虚拟化处理的单幅遥感图像三维建模方法。

本发明所述基于目标纹理虚拟化处理的单幅遥感图像三维建模方法，它包括：

S1、在整幅遥感图像中，以待建三维模型的目标为中心裁剪为正方形小图像；在裁剪后的小图像中去除目标以外的背景信息，使小图像中只保留目标的主体部分；

S2、建立S1获取的单个目标小图像的三维模型，获得三维模型图片；

S3、以单个目标的RGB图像作为输入，利用S2获取的三维模型图片作为风格图片，采用对抗损失函数和循环一致性损失函数对生成对抗网络进行训练；

S4、以单个目标的RGB图像作为输入，输入训练好的生成对抗网络，以S2获取的三维模型图片作为风格图片，应用图像虚拟化算法对单个目标的RGB图像进行风格迁移处理，获得图像虚拟化结果；

S5、将S4中获得的图像虚拟化结果作为S2获得的三维模型的输入，训练单个目标的图像建模网络，使用图像虚拟化结果和目标对应的真实模型作为训练集，获得最优化的网络参数模型，建立从二维图像到三维模型的映射关系，最后利用移动立方体算法获得最终输出模型。

优选的，S2所述建立单个目标小图像的三维模型的具体方法包括：

采用S1裁剪后的单个目标小图像和目标对应的真实模型作为训练集，获得网络参数模型，获取从二维图像到三维模型的映射关系，所述映射关系表示为：

(I∝s)＝f_θ(c,x) f_θ：R³→[0,1]；

其中，x表示从遥感图像中提取的特征向量，c表示单位概率空间中的点坐标，经过映射f_θ，生成单位概率空间I，概率空间中点值的范围是[0,1]，即表示该点是否为网络参数模型内部的概率；单位概率空间I根据尺度因子s调整大小；R³表示概率空间中的点值；

s＝λpr/p_tr_t；

其中，λ表示从特征提取网络中提取的尺度比例系数，p表示测试图像长或宽的像素数，p_t表示训练图像长或宽的像素数，r表示测试使用的遥感图像的空间分辨率，r_t表示训练使用的遥感图像的空间分辨率。